Analyse der Niedertemperatur- und Hochtemperaturumgebung von fettgeschmierten Lagern

Fettschmierung eignet sich im Allgemeinen für Anwendungen mit niedriger bis mittlerer Geschwindigkeit, bei denen die Betriebstemperatur des Lagers unter der Grenztemperatur des Fetts liegt. Kein Wälzlagerfett ist für alle Anwendungen geeignet. Jedes Fett hat nur begrenzte Leistungen und Eigenschaften. Fett besteht aus Grundöl, Verdickungsmittel und Additiven. Lagerfett enthält normalerweise Öl auf Erdölbasis, das mit einer bestimmten Metallseife eingedickt ist. In den letzten Jahren wurden synthetischen Grundölen organische und anorganische Verdickungsmittel zugesetzt. Tabelle 26 fasst die Zusammensetzung typischer Fette zusammen. Tabelle 26. Inhaltsstoffe von Fetten, Grundöl, Verdickungsmittel, Additiv, Fett, Mineralöl, synthetischer Kohlenwasserstoffester, perfluoriertes Öl, Silikon, Lithium, Aluminium, Barium, Kalzium und Verbundseife, parfümfreie (anorganische) Partikel, Kleber (Ton), Ruß, Kieselgel, seifenfreies PTFE (organische) Polyharnstoffverbindung, Rostschutz, Farbstoff, Klebrigmacher, Metallpassivator, Antioxidationsmittel, Verschleißschutz, Hochdruckadditiv. Fette auf Kalzium- und Aluminiumbasis weisen eine hervorragende Wasserbeständigkeit auf und eignen sich für industrielle Anwendungen, bei denen das Eindringen von Feuchtigkeit verhindert werden muss. Fette auf Lithiumbasis sind vielseitig einsetzbar und eignen sich für industrielle Anwendungen und Radlager.
Bei synthetischen Grundölen wie Estern, organischen Estern und Silikonen liegt die maximale Betriebstemperatur in der Regel höher als die maximale Betriebstemperatur von Ölen auf Erdölbasis, wenn sie mit häufig verwendeten Verdickungsmitteln und Additiven verwendet werden. Der Betriebstemperaturbereich von synthetischem Fett kann zwischen -73 °C und 288 °C liegen. Im Folgenden sind die allgemeinen Eigenschaften von Verdickungsmitteln aufgeführt, die üblicherweise in Ölen auf Erdölbasis verwendet werden. Tabelle 27. Allgemeine Eigenschaften von Verdickungsmitteln, die mit Ölen auf Erdölbasis verwendet werden. Verdickungsmittel. Typischer Tropfpunkt. Maximale Temperatur. Wasserbeständigkeit. Durch die Verwendung der Verdickungsmittel in Tabelle 27 mit synthetischen Ölen auf Kohlenwasserstoff- oder Esterbasis kann die maximale Betriebstemperatur um etwa 10 °C erhöht werden.
°C °F °C °F
Lithium 193 380 121 250 gut
Lithiumkomplex 260+ 500+ 149 300 gut
Verbundaluminiumbasis 249 480 149 300 ausgezeichnet
Calciumsulfonat 299 570 177 350 ausgezeichnet
Polyurea 260 500 149 300 Gut
Der Einsatz von Polyharnstoff als Verdickungsmittel ist seit mehr als 30 Jahren eine der bedeutendsten Entwicklungen im Schmierstoffbereich. Polyharnstofffett zeigt hervorragende Leistungen in einer Vielzahl von Lageranwendungen und hat sich in kurzer Zeit als Vorschmiermittel für Kugellager einen Namen gemacht. Niedrige Temperatur Bei niedrigen Temperaturen ist das Anlaufdrehmoment fettgeschmierter Lager sehr wichtig. Einige Fette können nur dann normal funktionieren, wenn das Lager läuft, sie verursachen jedoch einen übermäßigen Widerstand beim Anlaufen des Lagers. Bei einigen kleinen Maschinen kann es sein, dass sie nicht starten, wenn die Temperatur extrem niedrig ist. In einer solchen Arbeitsumgebung ist es erforderlich, dass das Fett die Eigenschaften eines Tieftemperaturstarts aufweist. Wenn der Betriebstemperaturbereich groß ist, bietet synthetisches Fett offensichtliche Vorteile. Das Fett kann das Anlauf- und Laufdrehmoment bei einer niedrigen Temperatur von -73 °C immer noch sehr gering halten. In einigen Fällen sind diese Fette in dieser Hinsicht besser als Schmierstoffe. Der wichtige Punkt bei Fett ist, dass das Anlaufdrehmoment nicht unbedingt eine Funktion der Fettkonsistenz oder der Gesamtleistung ist. Das Anlaufdrehmoment ist eher eine Funktion der individuellen Leistung eines bestimmten Fetts und wird durch Erfahrung bestimmt.
Hohe Temperatur: Die hohe Temperaturgrenze moderner Fette hängt in der Regel umfassend von der thermischen Stabilität und Oxidationsbeständigkeit des Grundöls sowie der Wirksamkeit von Oxidationsinhibitoren ab. Der Temperaturbereich des Fettes wird durch den Tropfpunkt des Fettverdickers und die Zusammensetzung des Grundöls bestimmt. Tabelle 28 zeigt den Temperaturbereich von Fett unter verschiedenen Grundölbedingungen. Nach jahrelangen Experimenten mit fettgeschmierten Lagern zeigen empirische Methoden, dass sich die Schmierfettlebensdauer bei jedem Temperaturanstieg um 10 °C halbiert. Wenn beispielsweise die Lebensdauer eines Fettes bei einer Temperatur von 90 °C 2000 Stunden beträgt, verringert sich die Lebensdauer bei einem Temperaturanstieg auf 100 °C auf etwa 1000 Stunden. Umgekehrt wird nach einer Absenkung der Temperatur auf 80 °C eine Lebensdauer von voraussichtlich 4000 Stunden erwartet.